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Ejercicios Tercer Parcial FÍSICA IV Cuarto Semestre “A” FIME, UAdeC, Unidad Torreón Prof.: Dr. Néstor Lozano Crisóstomo Fecha de entrega: 30 de abril 2020. Nombre del Alumno(a): Oscar Hiram Cano Rodríguez

2.- Un hombre de 120 kg de masa está parado y apoyado en sus dos pies. La superficie de apoyo de cada zapato es de 250 cm². ¿Cuál será la presión, expresada en atm, ejercida sobre el suelo? F F  120kg   9.81m / s 2  1177.2 N A P F  1188.2 N F  Wg  mg 0.05m2 2 A   2  250   500cm P  23544 Pa A  0.05m 2

Datos : m  120kg P  Ac / u  250cm2 g  9.81m / s 2

3.- Una aguja hipodérmica de sección 0,01 mm² se clava en la piel con una fuerza de 50 N. ¿Cuál es presión ejercida? F Datos : A  0.01mm 2 A  0.01mm2 P A A  0.01x106 m2 F  50 N

P

50  5 x109 Pa 6 0.01x10

4.- Sobre un émbolo de sección 3 cm² que se mueve dentro de un pistón se coloca una masa de 20 kg. ¿Qué presión ejerce en el fluido del interior del pistón? 4

Datos : A  3cm  3x10 m 2

F  Wg 2

F   20 Kg   9.81m / s F  196.2 N

2



P

F 196.2  654KPa A P 3 x104

5. Determinar la presión ejercida por una fuerza de 12 kgf aplicada a una superficie de 1,5 m². Expresar el resultado en: kgf/m², Pa y bar.

Datos : A  1.5m 2 P

F  12 Kg

F 12  9.8066   78.4528Pa  0.0007845Bar A P 1.5

6.- Determinar la presión que ejerce un prisma de aluminio de 42 cm de altura y 35 cm² de base (ρ = 2,7 gf/cm³).

h

 P

Datos h  42cm A  35cm 2

A  35cm2

  2.7 g / cm 2

A  35 x104

A   35 x102 

2

m  m   v  (2.7 g / cm3 )(35cm 2 )(42cm)  3969 g v

F A

P

 3.969 Kg   9.81m / s 2  35 x104 m3 / s

 1112.45Pa

7. Determinar en cuál de los siguientes casos se provoca mayor presión: a) Una fuerza de 6 kgf sobre una superficie de 2 cm² b) Una fuerza de 90 kgf sobre una superficie de 30 cm²

 6  9.8066   294 x103 Pa Datos Datos P1  0.0002 F1  6 Kgf F2  90 Kgf Son iguales. 9 0 9.8066    3  294 x10 Pa A1  2cm2 A2  30cm 2 P2  0.003 8.- Un prisma de cemento peso 2.500 N y ejerce una presión de 125 Pa, ¿cuál es la superficie de su base?

Datos  2500   20m2 F A F  2500 N A  P 125 P  125Pa

9.- ¿Qué presión ejerce un prisma de hierro cuya base es de 25 cm² y su altura de 42 cm? (δ = 7,8 g/cm³). Datos

  7.8 g / cm3  7800kg / m3 h  42cm 2 b  25cm 2

 P

m  m   v  (7.8 g / cm3 )(42cm 2 )(25cm)  8190 g v

F 8190Kg   9.81m / s 2   765.18GPa A P 1.05 x104 m3 / s

10.- Si un cubo de hierro de 30 cm de lado está apoyado sobre una mesada, ¿qué presión ejerce? (δ = 7,8 g/cm³ - densidad). Datos

  7.8 g / cm3  7800kg / m3 b  30m2

 P

m 7800   210.6kg v 0.027

F  7800Kg   9.81m / s 2   2.834 Pa A P 27000m3 / s

11.- ¿Por qué es mejor usar raquetas para caminar sobre la nieve? Porque así el peso de tu cuerpo se reparte por todos los puntos de la raqueta y así cada punto ejerce menos presión sobre la nieve, por lo tanto, será más difícil hundirse en ella. Si te pones sobre una superficie más estrecha, más presión de tu peso en cada punto y es más fácil que acabes hundiéndote.

14.- Calcular la presión en un punto del mar situado a 5.000 m de profundidad (densidad agua del mar) = 1.03 gr/cm³ Datos h  5000 h

  1.03g / cm3

P   gh P   0   gh

P  101300 Pa  (1030kg / m3 )(9.81m / s 2 )(5000m) P  50.62MPa

18. La densidad del aire está dada por la relación:

donde Hallar la presión del aire a 3000 m de altura sobre el nivel del mar (y = 0 a nivel del mar).

dP    g y dP   0 (1  y ) g y P

  0 (1  y)

 dP    g  (1  y)y 0

 1.19 x105

  1.225kg / m

h

p0

0

3

 y2  P  P0   0 g  y    2   h2  P  P0   0 g  h    2 

 (3000)2  P  101300 Pa  1.225kg / m2 (9.81m / s 2 ) (3000m)  (1.19 x105 ) c   P  101300  35.408 P  65892 Pa  65.8KPa